测量结果与几何结构解耦:由于均匀性,测量结果(探测器读数)主要取决于样品的总反射光通量(或漫反射光通量),而对样品反射光的具体方向分布不敏感(只要所有反射光都进入了球腔)。这正是测量总反射率(8°/d或 d/8° 几何) 和 漫反射率(去镜面) 的基础。作为均匀光源:在球壁上开一个输出端口,该端口发出的光在空间角度上是高度均匀的(朗伯体特性),且光谱稳定(涂层光谱中性好时)。这种均匀光源是光学传感器(如相机、光谱仪)辐射定标的理想工具。积分球通过均匀散射光线,能准确测量光源的光通量、色温等关键参数。B光源均匀光源焦平面阵列

朗伯体入口的等效性:无论入射光以何种角度、形状或位置射入球体(只要在端口内),初次撞击球壁后都会被漫射。经过初次漫反射后,其对球内光场的贡献等效于一个位于入口处的朗伯光源。这较大程度上降低了对入射光束本身的均匀性和准直性的要求。空间均匀性的重要意义:反射率测量的准确性:样品均匀照明: 样品表面被球内均匀辐照的光场照明。无论样品表面的微观结构如何(光滑、粗糙、有纹理、轻微弯曲),只要其尺寸相对于球体足够小,它接收到的照明条件是相同且均匀的。这消除了因照明不均带来的测量误差,使得测量结果更能表示材料的整体反射特性。小型太阳光模拟器多光谱积分球的使用较大程度上简化了复杂光照环境的模拟过程,提高了测试效率。

积分球的主要用途:积分球普遍应用于光学测量与工业检测领域,具体功能包括:光通量测试:通过测量光源的总辐射通量,评价其发光效率(如LED灯泡的光效评估)。色温与显色性分析:结合光谱仪,可精确计算光源的色坐标、色温及显色指数(CRI),用于显示屏、照明产品的质量控制。材料反射/透射率检测:测试涂层、镜片等材料的反射率或透射率,辅助光学元件(如滤光片)的研发与生产。标准光源校准:作为辐射标准传递的中间设备,校准光度计、光谱仪等仪器的灵敏度与一致性。
本文将深度探讨积分球的原理、结构和应用。积分球原理:积分球的神奇之处源于其独特的内部反射结构。球体内涂覆的反射性材料,如白炽灯或荧光灯,在球体表面形成光线的多次反射。这些光线在球体中心汇聚,从而实现了球体表面各个位置的均匀光强分布。积分球光强分布的测量结果,有助于评估光源的发光特性,如光通量、色温与显色指数等。积分球结构:积分球的精妙设计包括球体、球壳、入口和出口等组成部分。球壳内涂覆高反射性涂料,用于收集和反射球体内的光线。入口和出口分别位于球体的顶部和底部,光源通过这些入口引入,并在出口处释放。积分球测试数据可用于产品认证,如能源之星(Energy Star)等标准。

技术优势与应用场景:工业场景:LED灯具出厂检测、汽车车灯光学性能测试、光伏材料透光率评估。科研领域:航天器光学组件标定、生物荧光信号量化分析。动态范围适配:通过调整探测器位置与开口尺寸,支持从微弱荧光到较强激光的宽范围测量。积分球凭借其高精度与稳定性,成为光学领域不可或缺的测量工具,且随着涂层材料与算法的优化,其应用场景仍在持续扩展。积分球的原理:积分球是一种普遍应用于光学测试和测量领域的工具,其原理基于光线在积分球内的反射和混合。通过积分球可以准确测量LED、灯具等光源的总光通量、色温和显色指数。小型太阳光模拟器多光谱
积分球开口处可安装待测光源,光线在球内多次反射后达到均匀分布。B光源均匀光源焦平面阵列
积分球的涂层:积分球内壁涂层反射率ρ(λ)和积分球等效透过率τ(λ)是积分球较重要的质量指标。反射率:在给定方向照射下,物体反射到球空间的辐射通量与入射物体表面辐射通量之比积分球的挡光板:光源通常放在球中心,挡光板介于灯与窗口之间,挡屏的作用是使灯发出的光线不能直接到达球壁AB处,同时球壁ED处的漫反射光线也不能直接经过窗口而射向光探测器。为了使光探测的测量值准确并接近人眼视觉函数,除要求探测器具有良好的线性响应之外,还需要在前面加装V(λ)滤光器。B光源均匀光源焦平面阵列